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Procédé de combustion et appareils en comportant application.
On sait que la température maximum qui peut être atteinte effectivement pendant la combustion d'un combustible dans un comburant est toujours inférieure à ce que l'on appelle " la te- pérature théorique de combustion ".
On sait également que l'allumage et la propagation de la flamme ne sont possibles que si un point au moins du mélange est porté une température minimum nommée "température d'auto- inflammation" ou plus simplement "température d'inflammation" et à condition que la proportion de combustible soit comprise entre une valeur inférieure dite "limite inférieure d'inflamma- bilité" et une valeur supérieure dite "limite supérieure d'in- flammabilité".
La température d'inflammation d'un combustible donné varie A
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avec certains facteurs : proportion du combustible, tempéra- ture du mélange combustible-comburant, degré d'humidité, pres- sion du mélange, etc ...
De même, les limites d'inflammabilité pour un comburant et un combustible déterminés, habituellement mesurées expéri- mentalement sur des mélanges homogènes, varient avec certains facteurs (teneur en humidité, pression du mélange, nature et forme de la capacité dans laquelle se développe la combustion, direction de la propagation de la flamme, etc ...)
Ces lois sont très connues et mises en pratique couramment dans la technique de la combustion.
Fréquemment la combustion doit être conduite afin d'obtenir des températures déterminées : a) soit comprises entre deux limites imposées pour l'obtention de certains résultats physicochimiques, ce qui est le cas par exemple dans certains traitements thermiques; b) soit inférieures à une limite correspondant à la tempéra- ture maximum qui peut être supportée par certains matériaux en- trant dans la construction des appareils thermiques (briques et produits réfractaires, métaux et alliages, etc ...}
On peut dire que ces limites supérieures usuelles imposées à la température sont, en général, notablement inférieures aux tem- pératures maxima qui peuvent être obtenues par la combustion d'un mélange parfait du combustible et du comburant.
De nombreux moyens connus permettent de rester au-dessous des limites voulues :
1 ) Combustion avec excès d'air. procédé le plus courant; 2 ) réinjection d'une partie des fumées;
3 ) addition de gaz inertes dans les produits de la combus- tion.
Certains de ces moyens consomment de l'énergie supplémentaire (circulation des fumées, addition de corps inertes), tandis que la @
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combustion avec excès d'air augmente le volume de fumées et par suite implique une parte de calories (chaleur sensible contenue dans l'excès du volume des fumées).
Ces pertes de calories (par rayonnement des appareils, cha- leur sensible des fumées, etc ...) sont d'autant plus importantes que la température maximum permise est elle-même plus basse car les excès d'air ou les additions de fumées ou de corps inertes sont en raison inverse de cette valeur de la température; de plus, l'augmentation du volume des produits de la combustion en circu- lation entraîne à son tour un accroissement des dimensions des appareils. Finalement, on obtient un mauvais rendement de la com- bustion et une augmentation du prix de revient de la construction des appareils industriels.
D'autre part, s'il est vrai que les méthodes citées ci-des- sus permettent d'obtenir les limitations voulues de la température elles n'évitent pas cet inconvénient que la température va constam ment en décroissant, à partir du brûleur, soit du fait de l'utili- sation normale des calories aux fins prévues (chauffages, vapori- sations, etc ...) soit du fait de la mise en oeuvre de l'un des procédés de réglage cités ci-dessus.
La présente invention a pour objet un procédé qui permet d'obtenir, dans une enceinte ou un circuit de fluide, une loi de température déterminée, au-dessous de la température théorique de combustion du combustible utilisé et selon lequel on introduit en masse l'un des corps (comburant ou combustible) en un point de cette enceinte, tandis que l'on introduit l'autre corps par frac- tions successives en divers points étagés le long de cette enceinte ou de ce circuit en effectuant des combustions dosées successives aux divers points d'introduction, l'étagement desdits points et le dosage des fractions introduites étant déterminés de manière telle que la température moyenne le long du circuit suive la loi voulue.,
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Les points d'introduction peuvent être aussi rapprochés qu'on le désire et à la limite on peut arriver à une injection con- tinue le long de l'enceinte ou du circuit de fluides.
L'invention s'étend aux diverses applications et réalisatio- de ce procédé
Parmi ces applications on peut citer comme particulièrement intéressants les échangeurs de chaleur.
On sait que ces appareils sont destinés à transférer des ca- lories contenues dans un premier fluide ou fluide chauffant à un deuxième fluide ou fluide chauffé. Ces fluides circulant en géné- ral dans des circuits qui leur sont propres, le ou les circuits du fluide chauffant étant séparés par une ou plusieurs parois étanches du ou des circuits du fluide chauffé.
Tous les échangeurs connus et plus particulièrement les é- changeurs métalliques ont leur champ d'action limité, par les propriétés des matériaux entrant dans leur construction, en ce qui concerne les températures maxima pouvant être développées.
Il en est ainsi en particulier quand les calories du fluide chauf- fant proviennent d'une combustion, car la température atteinte à la suite de la combustion d'un mélange parfait de comburant et de combustible est en général supérieure à la température maximum compatible avec la bonne tenue des matériaux, surtout s'il s'agit de métaux.
On a pallié jusqu'ici à cette difficulté en abaissant la température par les moyens connus rappelés plus haut et l'on s'est heurté aux inconvénients qui ont été indiqués.
Appliqué aux échangeurs, le procédé objet de l'invention per- met notamment d'obtenir que la température de la paroi d'échange reste constante, au moins sur une certaine longueur de cette paroi, et égale à la température critique que l'on s'est fixée, compte tenu de la nature des matériaux employés et de la marge de sécurité désirée.
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Dans la description qui va suivra en regard du dessin an- nexé donné à titre d'exemple, la nature de l'invention sera ex- pliquée en considérant ce cas particulier d'un échangeur de tem- pérature, mais sans qu'il puisse en résulter une limitation quel- conque quant à l'étendue des applications de l'invention. Il va de soi également qu'aussi bien les particularités données dans le texte que celles résultant du dessin font partie de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation d'un échangeur de température conforme à l'invention.
La fig. 2 est un diagramme d'une des lois de températures qui peuvent être obtenues.
La fig. 3 représente un mode de réalisation de la distribu- tion du combustible (ou du comburant) aux divers foyers.
La fig. 4 est une coupe schématique d'un distributeur,
La fig. 5 montre un appareil organisé pour la combustion de combustibles solides-
Dans la mode de réalisation de l'échangeur représenté fig. 1, qui se compose de deux corps distincts I et 11, le fluide à chauf- fer arrive dans une première boîte de répartition 2 par le conduit 1, traverse la faisceau d'échange 3 du corps d'échangeur II (cons- titué par des tubes ou parois de formes quelconques), débouche dans la boîte collectrice 4 et par le conduit 5 arrive dans une deuxième boîte de répartition 6, traverse le faisceau 7 du corps d'échangeur I, débouche dans la boîte collectrice 8 et s'échappe en 9.
La disposition des deux corps d'échangeur 1, et II n'est évi- demment qu'un exemple et il pourrait n'exister qu'un seul corps avec un seul faisceau tubulaire de longueur voulue ou plusieurs corps et plusieurs faisceaux*
La chaleur nécessaire est apportée par un combustible gazaux dont la quantité totale réglée par la vanne 21 est ensuite répartie entre le brûleur 12 du foyer initial 29 et les brûleurs successifs
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15, 14 ...n-1, n, n+ 1, .... n + m.
La quantité totale de comburant, que l'on détermine pour obtenir telle combustion finale désirée plus ou moins oxydante, réductrice ou parfaite, est réglée par la vanne 20 et est admise en masse par le conduit 10 dans le foyer initial 29
La fluide chauffant, chauffé lui-même par les combustions successives en 12, 13, 14, 15 .....n-1, n, jusqu'à combustion complète ou sensiblement telle, circule à l'extérieur du faisceau d'échange 7, passe du corps d'échangeur I au corps II par le con- duit 18, circule dans le corps II à l'extérieur du faisceau d'é- change 3 et s'échappe finalement en 19.
Les circuits des fluides pourraient être permutés : le flui- de chauffé passant à l'extérieur du faisceau de tubes, le fluide chauffant à l'intérieur,, Dans ce cas les foyers intermédiaires se- raient réalisés soit par des boites intermédiaires entre deux tron- çons successifs du faisceau, soit par tout autre dispositif permet- tant d'amener le fluide dosé aux points convenables à l'intérieur des éléments du faisceau.
Le nombre des brûleurs doit être suffisant pour pouvoir brû- ler la totalité du combustible correspondant à l'allure maximum de l'appareil. Le fluide, comburant ou combustible, est réparti par priorité aux foyers dans leur ordre normal 29, 13 ......n, .. n + ci. En allure inférieure à l'allure maximum un certain nombre des derniers foyers ne sont pas en activité.
Grâce aux introductions partielles et successives du combus- tible dans la masse de comburant introduite en 10, à l'espacement convenable des points d'introduction des fractions de combustible le long du trajet du fluide chauffant dans l'échangeur et, finale- ment, au dosage des diverses fractions de combustible introduites en ces points on peut obtenir, au lieu de la montée en température brutale, localisée et en général excessive, qui se produit quand on brûle d'emblée un mélange parfait de combustible et de comburant,
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toute loi voulue de variation de la température entre l'origine 29 du trajet du fluide chauffant et tel point que l'on désire de ce trajet,
tandis qu'on évite les inconvénients des palliatifs utilisés jusqu'ici puisque l'on peut finalement réaliser une combustion complète avec consommation totale du comburant. Na- turellement, la température sera en tous les points inférieure à la température théorique de combustion qui est un maximum idéal La valeur moyenne de la température le long du trajet du fluide chauffant peut être même inférieure à la température d'inflamma- tion, parce que si elle est en fait supérieure à cette tempéra- ture au nez de chaque brûleur, un étagement convenable des brû- leurs et la dilution, qui se produit entre les gaz de combustion de chaque brûleur et la masse de fluide chauffant,
peuvent abais- ser la température du fluide évoluant d'un brûleur à l'autre en donnant finalement une moyenne plus faible que la température d'inflammation. Dans ce cas, il est prudent de prévoir près de chaque brûleur un dispositif d'allumage tel que petit brûleur indépendant, allumeur électrique, etc ...
Par l'échelonnement des brûleurs et le réglage de la quan- tité de combustible introduite dans chaque brûleur, on a donc le moyen de réaliser diverses lois de température le long du parcours du fluide chauffant.
Comme premier exemple d'une loi de température intéressante, on peut citer celle dans laquelle la température du matériau cône tituant le faisceau d'échange est maintenue sur une certaine lon- gueur de ce faisceau à la valeur maximum compatible avec les pro- priétés dudit matériau. Cette loi est éminemment favorable à la réduction de la surface du faisceau d'échange car l'écart des tem- pératures des fluides chauffant et chauffé est alors porté au ma- ximum en chaque point du parcours. Si l'on règle les proportions de comburant et de combustible, pour obtenir une combustion parfai te le volume des fumées sera ainsi réduit au minimum. On peut obtc
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nir de la sorte un échangeur très supérieur à tous ceux connus à ce jour.
Le diagramme dessiné sur la fig. 2 illustre la réalisation d'une telle loi. Sur ce diagramme les températures sont portées en abscisses et les longueurs de parcours du fluide chauffant sont portées en ordonnées; l'origine étant au niveau du premier brûleur la* La courbe I représente la variation de température du fluide chauffant, la courbe II la variation de température de la paroi d'échange (paroi des tubes} et la courbe III la va- riation de température du fluide chauffé, étant admis pour simpli fier que la température de la paroi d'échange est égale à la muy. ne arithmétique de la température des fluides chauffant et chauf- fé.
En 29, c'est à dire au niveau du brûleur initiale les tempé- ratures sont respectivement représentées par les points t t't" pour le fluide chauffant, la paroi et le fluide chauffé, Entre le brûleur initial 29 et le brûleur suivant 13, la température du fluide chauffant tombe de t à t1, celle de la paroi de la valeur t' (supposée être la température maximum admissible pour le maté- riau de la paroi) à t'1. tandis que la température du fluide chauf fé qui circule en sens inverse du fluide chauffant passe de t"1 à t".
Au brûleur 13 l'injection partielle de combustible libère une nouvelle quantité de calories latentes et la température du fluide chauffant remonte de t1 à t2, occasionnant une remontée de la température de la paroi de t'1 à t'2. L'importance de l'in- jection de combustible au brûleur 13 est déterminée de telle sor- te que la température t' soit égale à t', c'est à dire toujours à la température maximum admissible pour le matériau constituant la paroi etc ...
Des phénomènes analogues se produisent jusqu'au niveau de l'avant-dernier brûleur en activité n-1. Au niveau du dernier A
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brûleur en activité ± les calories correspondant au combustible résiduel injecté ne sont pas suffisantes pour remonter la tempé- rature de la paroi jusqu'à la valeur maximum admissible.
Le saut de température du fluide chauffant est un peu moins élevé que précédemment. A partir de ce point où la combustion est complète, tout se passe comme dans les appareils connus actuellement, la température du fluide chauffant décroît d'une façon continue jusqu'au moment de son évacuation correspondant à l'ordonnée 19, la température de la paroi d'échange décroît pareillement de fa- çon continue jusqu'à l'origine du faisceau tubulaire 3 du corps d'échangeur II, enfin le fluide chauffé circulant en sens inverse voit sa température augmenter progressivement depuis celle qu'il avait à son entrée dans la boîte 2.
Le diagramme figuratif est évidemment théorique et ne correspond pas tout à fait à la réali- té, les variations de température du fluide chauffant et de la paroi représentées sous forme de dents de scie sont en réalité plus adoucies et se présentent sous forme de courbes plus ou moin@ ondulées.
Le diagramme met en évidence l'augmentation des écarts de température entre le fluide chauffant et le fluide chauffé à par- tir du premier brûleur. Ceci correspond à des augmentations pa- rallèles des échanges calorifiques puisque ces échanges sont eux- mêmes proportionnels à l'écart de température, d'où il résulte, à égalité de rendement, avec les échangeurs connus, une diminu- tion notable de la surface d'échange, ou, inversement, une aug- mentation notable du rendement à égalité de surface d'échange,.
L'invention permet également d'obtenir que le fluide chauf- fé sorte à une température relativement peu inférieure à celle du fluide chauffant au premier brûleur, sans que le développement nécessaire des surfaces d'échanges soit inadmissible au point de vue prix de revient.
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Dans les appareils industriels le réglage automatique de proportion combustible aux divers brûleurs pourra être obtenu à comburant l'aide de moyens connus, électriques, mécaniques, électro-mécani- ques, etc ... agissant sur des vannes 20 et 21 placées sur les tuyauteries 10 et 11 d'amenée du comburant et du combustible total L'impulsion initiale de ce réglage automatique peut être mise sous la dépendance, soit du débit de fluide chauffé, mesuré par exemple par un tube de Pitot ou un venturi placé à l'entrée du fluide chauffé dans la boite 2, soit de la température du fluide chauf- . fé, mesurée par un thermostat réglable à la sortie de la boîte 8, soit d'une combinaison de ces deux facteurs, soit enfin de tout autre facteur selon le but que l'on cherche à atteindra.
Des vannes de réglage partiel du combustibla 22, 25, 24, 25, 28 .,...
48, 49 pourront être en outre disposées en amont de chaque brûleu. partiel, ces vannes étant contrôlées individuellement selon la loi de température que l'on veut obtenir. Par exemple, dans le cas où l'on cherche à réaliser sur la paroi d'échange la tempéra- ture maximum admissible, ces vannés seront actionnées par des thermostats, disposés sur cette paroi au niveau des brûleurs successifs 12, 13, 14, 15 ....n-1, n, ...... n + m. Des dis- positions particulières pourront être prises pour la sécurité de marche de l'appareil en cas de variations brutales du débit de fluide chauffé.
En particulier lorsqu'il tombe brusquement au- dessous d'une valeur déterminée, il faut d'une part réduire ou annuler presque instantanément le débit de combustible par une vanne spéciale 21a - qui peut aussi se confondre avec la vanne 21 - d'autre part assurer la continuité du débit du fluide chauf- fé pour évacuer une partie des calories emmagasinées dans l'é- changeur et ainsi abaisser la température de l'appareil au-des- sous de la température maximum que l'on s'est fixée d'après la nature des matériaux.
A titre d'exemple, cette continuité de débit du fluide chauffé peut âtre obtenue par un by-pass de la vanne d'admission
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de ce fluide si l'on suppose que la soufflerie le mettant en mou- vement reste en activité et que les variations de débit provien- nent d'une manoeuvre de la vanne d'admission. Au contraire, si ces variations ou annulations de débit résultent d'un arrêt de la soufflerie, il faut prévoir une soufflerie auxilaire de se- cours dont l'énergie sera empruntée à une source différente de celle alimentant la soufflerie principale (accumulateurs, moteur à essence, diesel, etc ...).
Le système régulateur peut être étu- dié pour régler le by-pass de la vanne d'admission (ouvert norma- lement pendant la marche) ou pour régler le débit de la souffle- rie auxiliaire, après l'avoir mise en service, soit par "tout ou rien", soit par réglage progressif.
Dans le mode de réalisation de la distribution qui est re- présenté sur les fig. 3 et 4 les vannes 22, 23 ... 49 de la fig.l sont remplacées par des distributeurs D12, D13 .....Dn+m-1; cha- cun de ces distributeurs peut être constitué comme l'indique à titre d'exemple la fig. 4. Il comporte dans un cylindre 50 un équipage mobile à deux pistons 51, 52, solidaires l'un de l'autre et qui forment tiroir contrôlant trois orifices, à savoir : un orifice 53 par lequel arrive le fluide venant du distributeur pré cèdent, un orifice 54 par lequel part le fluide allant au distri- buteur, suivant, enfin un orifice 55 relié au brûleur qui corres- pond au distributeur considéré.
De la sorte un distributeur re- çoit le fluide qui n'a pas été consommé dans le foyer précédent et le répartit entre son propre foyer et les suivants de telle façon que la température de son propre foyer soit portée à la valeur désirée. La position du distributeur qui est représenté sur la fig. 4 correspond au cas où le débit de fluide reçu en 53 a juste la valeur suffisante pour que le foyer correspondant don- ne la quantité de calories voulue ou est inférieur à cette valeur Dans ce cas, comme représenté, l'orifice 54 allant vers le distri buteur suivant est fermé, ledit distributeur ne recevant donc rie et son brûleur étant éteint, tandis que l'orifice 55 alimentant \le brûleur du distributeur représenté est ouvert en grand.
Si au
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contraire, la quantité de fluide qui arrive en 53 est supérieure à celle qui convient au brûleur du distributeur considéré, l'ori- fice' 55 est fermé d'une quantité plus ou moins grande tandis que l'orifice 54 est ouvert de façon correspondante. Les distribu- teurs sont donc commandés successivement dans l'ordre D12, D13 ..
.... Dn+m-1 - :-.. Cette commande peut, provenir de servo-moteurs d'un type quelconque : mécanique, électrique, pneumatique, hy- draulique .... etc, placés sous la dépendance d'un ou de plusieur appareils mesurant la température que l'on veut maintenir dans les foyers successifs 12, 13, n + m - 1 ou dans certains organes chauffés par des foyers, La fige 4 montre un exemple dans lequel de l'huile sous pression est envoyée par un distributeur auxiliai- re 57 sur l'un ou l'autre des pistons 51, 52, Le tiroir mobile de ce distributeur 57 est relié à un thermostat 58 qui détecte par exemple la température du faisceau tubulaire de l'échangeur dans le foyer correspondant.
Dans ce mode de réalisation on a supposé, comme on l'a déjà dit, qu'à l'allure maximum de l'échangeur, la température du dernier foyer n+m n'est jamais portée à la valeur imposée comme maximum dans les foyers précédents, car les calories restent à dégager dans ce dernier foyer sont insuffisantes. En conséquence, à l'allure maximum de l'échangeur, le dernier distri- buteur Dn+m-1 dirige sur le dernier foyer n+m le solde du combus- tible qui, par combinaison avec le solde du comburant présent dans le fluide chauffant, termine la combustion.
Par sécurité le thermostat situé au dernier foyer n+m pourra agir e n diminution, directement, ou indirectement par l'intermé- diaire du comburant, sur le débit total du combustible si, pour une cause fortuite, la température maximum fixée était dépassée.
La forme des lumières du distributeur au départ des tuyaute- ries 54 et 55 pourra âtre déterminée de telle sorte que le dépla- cement élémentaire de l'équipage mobile d'une longueur,81, corres-
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pondant à la variation de température ¯tm, entraîne une variation de surface ¯sde la section de passage libre vers la conduite 55 de telle sorte que le rapport A s soit constant. La s correction de température se fera ainsi dans des conditions iden- tiques qjelle que soit l'intensité de marche de l'appareil. Na- turellement la forme pratique de la lumière sera approchée autant que possible de la forme théorique en tenant compte de l'encombre ment et d'une approximation suffisante.
La lumière de la conduite 54 sera identique à celle de 55 afin que toute variation de sec- tion de l'une soit compensée par une variation égale et de sens inverse de l'autre*
Un deuxième exemple de loi de température que l'on peut obtenir selon l'invention est le maintien pour le fluide chauffais jusqu'à épuisement des calories latentes pouvant âtre dégagées par combustion, d'une température constante égale à la valeur maximum compatible avec les matériaux entrant dans la construc- tion da l'échangeur.
Dans ce cas, le réglage des admissions de combustible par les vannes, 22, 25 .....28 ....... 48, 49 pourra être commandé par des thermostats placés dans le fluide chauffant au niveau des divers brûleurs 12, 13......n.....n + m, de telle sorte que la température du fluide chauffant soit maintenue en chacun de ces foyers en activité échelonnée, à la valeur maxi- mum que l'on s'est fixée. Cette loi donne toute sécurité pour l'exploitation d'un échangeur dont le faisceau d'échange et l'en- veloppe isolant l'échangeur de l'ambiance extérieure sont de même nature et directement au contact du fluide chauffant.
Dans ce cas, l'enveloppe extérieure est portée au maximum de la température admissible sur tout le parcours de la combustion échelonnée, tandis que la température des parois du faisceau d'é- change va constamment en décroissant en s'éloignant du brûleur initial sous l'action refroidissante du fluide chauffé circulant en sens inverse.
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On comprend tout l'intérêt qu'il y aura alors à protéger par des matériaux isolants et réfractaires, l'enveloppe exté- rieure contra l'action de la température du fluide chauffante afin de pouvoir porter celle-ci à des valeurs croissantes à partir du brûleur initial jusqu'à épuisement des calories laten- tes, de telle sorte que la température des parois du faisceau d'échange soit maintenue au maximum compatible avec la nature des matériaux entrant dans sa construction. On arrivera ainsi à la loi particulière de température précédemment exposée.
Il est avantageux de prévoir un dispositif de chicanes tel que 30, 31 ... 45 permettant d'obtenir pour le fluide chauffant une circulation perpendiculaire aux tubes du faisceau ce qui donne un accroissement du coefficient d'échange.
Suivant la longueur de ces chicanes on peut obtenir deux types d'échangeurs : 1' un conforme au corps d'échangeur I situé à gauche de la fig. 1 et dans lequel les chicanes s'étendait à travers l'en- semble des tubes du faisceau, le renversement du sens de circula- tion du fluide chauffant se fait en dehors de ce faisceau et éventuellement des chambres de combustion partielle correspondant aux divers brûleurs; - l'autre, conforme au corps d'échangeur II situé à droite de la fig. 1 et dans lequel les chicanes ne s'étendent pas à tra- vers tout le faisceau de tubes; les changements de direction du fluide se font alors dans les zones du faisceau, ce qui permet de réduire l'encombrement transversal mais diminue un peu le coef ficient d'échange.
Il va d'ailleurs de soi que de nombreuses modifications pourraient être apportées au mode de réalisation qui a été décrit Au lieu d'avoir deux corps d'échangeur avec changement de direc- tion de fluides de 1800 de l'un à l'autre, on pourrait avoir un seul corps avec faisceau de tubas continus de bout en bout. La .forme du faisceau d'échange et la répartition des foyers échelon- nés dépendront des conditions de réalisation qui auront la prépcr-
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dérance, rendement calorifique maximum, encombrement minimum etc ....
Au lieu de faire entrer tout le comburant en un point et le combustible en des points étages, on pourra utiliser la dispc sition inverse, c'est à dire faire entrer tout le combustible en une seule fois et étager les introductions de comburant. Le nombre des points d'injection du comburant ou du combustible air. si que la position relative des foyers échelonnés ou du brûleur initial ou de ces deux ensembles d'organes par rapport au fais- ceau d'échange pourront être modifiés.
On peut augmenter le coefficient d'échange calorifique en faisant circuler les fluides chauffant et chauffé , ou l'un d'en tre eux seulement, sous pression.La mise en pression pourra êtr assurée par exemple au moyen d'un compresseur rotatif entraîné par une turbine à gaz dont l'énergie sera fournie par les calo- ries encore disponibles dans le fluide chauffant sortant de l'é- changeur, ce fluide pouvant d'ailleurs être réchauffé, s'il y a lieu, avant son admission dans la turbine à gaz.
On ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en superposant au procédé décrit d'autres processus, par exemple en ajoutant au chauffage par combustion fractionnée un chauffage supplémentaire au moyen de fluides chauds ou de fumées de prove- nance quelconque.
A titre d'exemple non limitatif on peut citer l'application suivante : les fumées chaudes, réductrices ou oxydantes, sortant d'un four ou foyer quelconque, pourront recevoir, en divers points soit du comburant, soit du combustible en vue de parfaire la com- bustion tout en suivant une loi déterminée. On pourrait même pré- voir un apport complémentaire de calories, s'il était nécessaire, en ajoutant les quantités voulues de combustible et de comburant avec combustion effectuée selon l'invention.
Les applications des échangeurs décrits sont multiples. De tels échangeurs, en métal, peuvent en particulier remplacer les @
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réchauffeurs de vent ou cowpers qui sont actuellement utilisés dans les installations de hauts-fourneaux et qui sont générale- ment construits en briques, Dans ce cas, le combustible pourra être du gaz de hauts-fourneaux.
Les corps mis en oeuvre dans le procédé de combustion qui fait l'objet de l'invention peuvent être à l'état solide, liquide ou gazeux oar l'invention est applicable à l'ensemble de ces corps, y compris les solides non pulvérisés.
Pour ces derniers on peut concevoir par exemple (fig. 5) une enceinte 60 verticale ou fortement inclinée si le combustible doit cheminer par gravité, ou quelconque si le combustible est propulsé dans l'enceinte par des moyens mécaniques (grille mobile par exemple) t. Quand le cheminement a lieu par gravité, le combus- tible peut être introduit dans l'enceinte au moyen d'un tambour tournant 61 placé sous une trémie 62 tandis que les mâchefers peuvent être extraits par un tambour analogue 63 à la base de l'enceinte Le comburant est amené aux divers points de combus- tion par une série d'ajutages 12, 13 ...... n + m, jouant le rôle des brûleurs précédemment décrits, les débits de ces divers ajutages pouvant être réglés au moyen de distributeurs D12 D13..
Dn+m-1, selon les indications déjà données..
La quantité de combustible introduite en 61 est dosée d'a- près l'intensité de l'effet utile que l'on désire. On pourra réa liser le dosage du combustible soit directement en mettant ce de sage sous la dépendance d'un appareil de mesure de l'intensité de l'effet utile, soit indirectement en faisant agir l'appareil de mesure sur le dosage du comburant, celui-ci à son tour agis- sant sur la dosage du combustible.
Lteffet utile de l'appareil pourra être très divers. A ti- tre d'exemple non limitatif on peut citer les cas suivants : - des produits à traiter peuvent être mélangés au combusti ble comme dans les fours à cuve ou au contraire les produits à traiter sont séparés du combustible comme dans les fours à mou- fle.
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Les calories contenues dans les fumées sortant de la zone d'utilisation en 64 peuvent servir au préchauffage et au séchage du combustible, et s'il y a lieu des matières traitées, avant l'évacuation desdites fumées* - Dans certains cas particuliers les distributeurs automa- tiques pourront être remplacés par des vannes manoeuvrées à la main @
L'extracteur 63 pourra suivant les conditions d'exploita- tion être d'un type très différent, Ainsi dans les fours à cuve où les matières sont fondues en totalité il sera remplacé par une capacité, connue habituellement sous le nom de creuset, d'où l'extraction des produits en fusion a lieu d'une manière continue ou discontinue.
Le volume des produits extraits pourra être basé sur le ou les facteurs déterminant l'effet utile de l'appareil : hauteur de chargement par exemple.
L'ordre d'admission du comburant aux divers brûleurs pour- ra être suivant les besoins soit dans le sens de progression du combustible comme représenté sur la figura, soit en sens inverse.
Comme on l'a dit dans le préambule, l'invention s'étend également à tous appareils autres que les échangeurs, utilisant le procédé de combustion fractionnée qui a été décrit.
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